C++版设计模式


在软件开发领域,设计模式是一种经过验证的、通用的解决方案,用于解决常见的设计问题。"C++版设计模式"是一个项目,它用C++语言重新实现了23种经典的GOF(GoF,Gang of Four)设计模式。这些模式是面向对象设计中的核心组成部分,它们提供了可复用的代码结构和模式,以提高代码的可读性、可维护性和灵活性。下面将详细介绍这23种设计模式,并结合C++的特点进行讨论。 1. **单例模式**:保证一个类只有一个实例,并提供全局访问点。在C++中,可以使用静态成员变量或者私有构造函数与友元类来实现。 2. **工厂方法模式**:定义一个创建对象的接口,让子类决定实例化哪一个类。在C++中,可以利用虚函数和继承来实现。 3. **抽象工厂模式**:提供一个接口,用于创建相关或依赖对象的家族,而无需指定具体类。C++中,可以通过抽象基类和多态来实现。 4. **建造者模式**:将复杂对象的构建与其表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。C++中的建造者模式常使用组合和构造函数来实现。 5. **原型模式**:用原型实例指定创建对象的种类,并通过复制这个原型来创建新的对象。C++中的深拷贝和浅拷贝可以实现原型模式。 6. **适配器模式**:将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口。适配器使原本不兼容的类可以一起工作。C++中,可以利用继承和组合来实现适配。 7. **桥接模式**:将抽象部分与它的实现部分分离,使它们都可以独立地变化。C++中,桥接模式常通过接口和多态来实现。 8. **装饰模式**:动态地给一个对象添加一些额外的职责。C++中,装饰模式通过继承和组合来实现,避免了大量的子类。 9. **外观模式**:为子系统提供一个统一的接口,使得这些子系统更加容易被使用。C++中,外观模式通常是一个简单的类,隐藏了复杂的内部实现。 10. **享元模式**:运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。C++中,享元模式通常涉及到共享池和对象状态管理。 11. **代理模式**:为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。C++中的代理可以是一个类,它拥有对原始对象的引用,并控制其访问。 12. **责任链模式**:将请求封装为一个对象,然后用链上的对象处理该请求。C++中,责任链模式常通过对象之间的指针传递来实现。 13. **命令模式**:将请求封装为一个对象,使得可以使用不同的请求、队列请求、或者记录请求日志。C++中,命令模式涉及到了函数对象(functor)和回调机制。 14. **解释器模式**:给定一个语言,定义它的文法表示,并且提供一个解释器来处理这种语言中的句子。在C++中,可以利用递归和抽象语法树来实现。 15. **迭代器模式**:提供一种方法顺序访问聚合对象的元素,而又不暴露其底层表示。C++标准库中的迭代器就是这种模式的体现。 16. **组合模式**:允许你将对象组合成树形结构以表示“整体/部分”层次结构。C++中的组合模式利用了透明引用和递归结构。 17. **备忘录模式**:在不破坏封装性的前提下,捕获一个对象的内部状态,并在该对象之外保存这个状态,以便以后恢复对象的状态。C++中,备忘录模式涉及到了数据序列化和反序列化。 18. **观察者模式**:定义对象间的一种一对多的依赖关系,当一个对象的状态发生改变时,所有依赖于它的对象都会得到通知并自动更新。C++中,可以使用信号和槽机制,或者std::function和std::bind来实现。 19. **状态模式**:允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为,对象看起来似乎修改了它的类。C++中,状态模式常使用多态和上下文类来实现。 20. **策略模式**:定义一系列的算法,并将每一个算法封装起来,使它们可以相互替换。策略模式让算法的变化独立于使用算法的客户。C++中,策略模式可以使用函数对象或者模板来实现。 21. **模态模式**:定义对象间的暂时关联,对于某一个对象,在某段时间内,其行为受另一个对象的控制。在C++中,模式模式可以借助于事件驱动和定时器来实现。 22. **访问者模式**:表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作。它使你可以在不改变元素的类的前提下定义作用于这些元素的新操作。C++中,访问者模式通常需要定义访问者接口和被访问对象的接受接口。 23. **享元模式**:在不破坏封装性的前提下,共享对象以减少大量相似对象的开销。C++中的享元模式常涉及到对象池和对象状态管理。 这些设计模式是软件开发中的宝贵经验总结,通过理解和应用这些模式,开发者能够编写出更加优雅、高效和易于维护的代码。在C++中,由于其强大的类型系统和面向对象特性,设计模式的实现往往更加灵活且具有表现力。



















